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2024-04-17 17:12:26
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エリザベス・E・ケラー著、
NASA の宇宙飛行士、第 32 次長期滞在フライトエンジニアのスニタ・ウィリアムズ氏は、バンジーハーネスを装着し、国際宇宙ステーションの静穏ノードで複合運用耐荷重外部抵抗トレッドミル (COLBERT) で演習を行っています。 クレジット: NASA
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NASA の宇宙飛行士、第 32 次長期滞在フライト エンジニアのスニータ ウィリアムズ氏は、バンジー ハーネスを装着し、国際宇宙ステーションの静穏ノードで複合運用耐荷重外部抵抗トレッドミル (COLBERT) で演習を行っています。 クレジット: NASA
宇宙飛行士による激しい運動でも、微小重力によって引き起こされる筋萎縮を補うことはできません。 萎縮は、部分的には、カルシウムの摂取を調節する根本的な機構によって起こります。 最近の研究では、宇宙飛行への曝露により筋肉のカルシウムの取り込みが変化することが示されています。 しかし、これらの変化を引き起こす分子機構は十分に研究されていません。
エイムズ研究センターの研究者らは、機械学習 (ML) を適用して微小重力にさらされたマウスのデータセットのパターンを特定することで、これらのメカニズムを調査しました。 ML 手法は、複雑な生物学的データのパターンを特定するのに特に効果的であり、統計力を高めるために小さなデータセットが結合されることが多い宇宙生物学研究に適しています。
レジスタンストレーニングは、微小重力による健康への悪影響を打ち消すことができます。 筋萎縮しかし、エイムズ研究センターの新しい研究では、革新的な対抗策の情報を提供できるバイオマーカーを特定するために、作用している生理学的メカニズムを理解することを目指しています。 この研究は、エイムズ研究センターにおける NASA の宇宙生命科学訓練プログラムのプロジェクトとして行われました。 それはそうだった 出版された ジャーナルnpj Microgravityに掲載されました。
機械学習分析により、筋小質/カルシウムチャネルの生理学的変化に対する分子ドライバーが判明 小胞体 (SERCA) ポンプは、宇宙飛行中のげっ歯類の筋肉の変化と筋肉の喪失を引き起こします。 ML モデルは、筋肉でのカルシウムの取り込みに関して、微小重力に対する生物の回復力を予測できるタンパク質を特定するために作成されました。 特定のタンパク質、Acyp1 および Rps7 は、速筋におけるカルシウム摂取量の増加に関連する最も予測的なバイオマーカーであることが判明しました。
この研究は、ML の使用を初めて明らかにしました。 カルシウム 微小重力条件にさらされた場合の筋肉への取り込み。 この研究は、ARC のオープン サイエンス データ リポジトリ (OSDR) と分析ワーキング グループへの依存、ならびに米国、カナダ、デンマーク、およびアメリカの国際研究チームの関与によって、宇宙生物学の加速における NASA のオープン サイエンス イニシアチブの役割を実証しました。オーストラリア。 注目すべきは、この記事の筆頭著者がカリフォルニア大学バークレー校の学部生であり、NASAリサーチパークに間もなく建設されるバークレー宇宙センターとの生命科学研究におけるNASAとバークレーの共同研究の無限の可能性を実証していることである。
詳しくは：
Kevin Li et al、Explainable machine learning identizes multi-omics Signature to spaceflight in tongue, npj Microgravity (2023)。 DOI: 10.1038/s41526-023-00337-5
雑誌情報:
npj 微小重力
#機械学習による宇宙飛行萎縮の研究